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    8．在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某实验小组采用如图（甲）的实验装置．

    ①下列关于实验操作的说法中正确的是BC（填选项前字母）
    A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上
    B．为减小系统误差，应使钩码质量远小于小车质量
    C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放
    ②实验时为了保证小车受到的合外力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，在沙和沙桶的总质量m与小车的质量M的关系必须满足m＜＜M的同时，实验时首先要做的步骤是平衡摩擦力．
    ③如图（乙）为实验中打出的一条纸带，选取纸带中的A、B两点来探究恒力做功与动能改变的关系，测出A、B两点间距s和速度大小vA、vB．已知砂和砂桶的总质量m，小车的质量M，重力加速度g．则本实验要验证的数学表达式为mgs=$\frac{1}{2}M（{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}）$．（用题中的字母表示实验中测量得到物理量）．

    分析 ①②实验要测量滑块动能的增加量和合力做的功，用沙和沙桶的总重力表示滑块受到的拉力，对滑块受力分析，受到重力、拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量等于摩擦力；同时用沙和沙桶的总重力表示滑块受到的拉力需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量这一条件；
    ③细线的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，需要验证的方程是细线对滑块做功与滑块动能的增加的关系，细线对滑块做功等于沙和沙桶重力势能的减小量，根据动能定理分析答题．

    解答 解：①A、平衡摩擦力时，不能将小沙桶通过细线挂在滑块上，故A错误；
    B、绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：F=Ma，对砂桶和砂有：mg-F=ma，由此解得：F=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，由此可知当M＞＞m时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，所以若使绳子拉力近似等于沙和沙桶的重力，应满足的条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，故B正确；
    C、实验时，应使滑块靠近打点计时器由静止释放，故C正确，
    故选：BC；
    ②保证小车受到的合外力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，根据受力分析，因此必须首先要进行平衡摩擦力，
    ③由动能定理得：mgs=$\frac{1}{2}M（{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}）$；
    故答案为：①BC；②平衡摩擦力； ③mgs=$\frac{1}{2}M（{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}）$．

    点评 该题的关键是根据实验原理并结合牛顿第二定律和动能定理来确定要测量的量，同时要熟练应用匀变速直线运动的推论解答实验问题．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    18．测定一组干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
    （A）待测的干电池   （B）电流传感器1   （C）电流传感器2       （D）定值电阻R0（2000Ω）
    （E）滑动变阻器R（0-20Ω，2A）         （F）开关和导线若干

    某同学设计了如图甲所示的电路来完成实验．
    （1）在实验操作过程中，该同学将滑动变阻器的滑片向左滑动，则电流传感器1的示数将变大 （选填“变大”或“变小”）．
    （2）该同学利用测出的实验数据绘出的I1-I2图线（I1为电流传感器1的示数，I2为电流传感器2的示数，且I2的数值远远大于I1的数值），如图乙所示．则由图线可得被测电池的电动势E=3V，内阻r=1Ω．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    19．某学生设计并制作了一个简易水轮机，如图所示，让水从水平放置的水管流出，水流轨迹与下边放置的轮子边缘相切，水冲击轮子边缘上安装的挡水板，可使轮子连续转动．当该装置工作稳定时，可近似认为水到达轮子边缘时的速度与轮子边缘的线速度相同．调整轮轴O的位置，使水流与轮边缘切点对应的半径与水平方向成θ=37°角．测得水从管口流出速度v=3m/s，轮子半径R=0.1m．（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）求：
    （1）若不计挡水板的大小，则轮子转动角速度为多少？
    （2）水管出水口距轮轴O水平距离l和竖直距离h．

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    16．如图所示为一个简易测温装置，玻璃瓶装半瓶带颜色的水，用软木塞塞紧．软木塞上插进一根一端密闭的细玻璃管．若加热玻璃瓶内的水，则（　　）
    A．细玻璃管内气体密度增大B．外界对细玻璃管内气体做正功
    C．细玻璃管内气体压强不变D．细玻璃管内气体的平均动能增加

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    3．如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段平直倾斜且粗糙，BC段是光滑圆弧，对应的圆心角θ=53°，半径为r，CD段平直粗糙，各段轨道均平滑连接，在D点右侧固定了一个$\frac{1}{4}$圆弧挡板MN，圆弧半径为R，圆弧的圆心也在D点．倾斜轨道所在区域有场强大小为E=$\frac{9mg}{5q}$、方向垂直于斜轨向下的匀强电场．一个质量为m、电荷量为q的带正电小物块（视为质点）在倾斜轨道上的A点由静止释放，最终从D点水平抛出并击中挡板．已知A、B之间的距离为2r，斜轨与小物块之间的动摩擦因素为μ=$\frac{1}{4}$，设小物块的电荷量保持不变，重力加速度为g，sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：
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    13．质量为1kg的小球在空中自由下落，与水平地面相碰后立即被反弹，之后又上升到某一高度处．此过程中小球的速度随时间变化规律的图象如图所示．不计空气阻力，g取10m/s2．
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    （2）小球与地面接触过程中动能的改变量
    （3）小球刚与地面接触时重力的瞬时功率．

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    20．如图所示，同一竖直平面内固定着绝缘细杆AB、CD，长均为l，两杆间竖直距离为h，B、D两端与光滑绝缘的半圆形细杆相连，半圆形细杆与AB、CD在同一竖直平面内，O为AD、BC连线的交点．在O点固定一电荷量为Q的正点电荷，质量为m、电荷量为q的带负电的小球，穿在细杆上，从A端以一定的初速度出发，沿杆滑动恰能到达C点．已知小球与两水平杆间的动摩擦因数为μ，小球所受库仑力始终小于重力，不计小球带电对点电荷Q电场的影响．则小球从A点到C点的运动过程中，下列说法正确的是（　　）
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

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    （2）CD段的长度l；
    （3）若AB间用铁刷划擦的CD段的长度不变，要使滑块从A到B的运动时间最长，问铁刷划擦的CD段位于何位置？并求滑块滑行的最长时间．（结果保留三位有效数字）

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